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鳥巢運用的科學有哪些?

體育場外殼采用可作為填充物的氣墊膜,使屋頂達到完全防水的要求,陽光可以穿過透明的屋頂滿足室內草坪的生長需要。比賽時,看臺是可以通過多種方式進行變化的,可以滿足不同時期不同觀眾量的要求,奧運期間的20,000個臨時座席分布在體育場的最上端,且能保證每個人都能清楚的看到整個賽場。入口、出口及人群流動通過流線區域的合理劃分和設計得了完美得到的解決。

“鳥巢”的下層膜采用的吸聲膜材料、鋼結構構件上設置的吸聲材料,以及場內使用的電聲擴音系統,這三層“特殊裝置”使“巢”內的語音清晰度指標指數達到0.6——這個數字保證了坐在任何位置的觀眾都能清晰地收聽到廣播。

“鳥巢”的相關設計師們還運用流體力學設計,模擬出91000個人同時觀賽的自然通風狀況,讓所有觀眾都能享有同樣的自然光和自然通風。

“鳥巢”的觀眾席裏,還為殘障人士設置了200多個輪椅座席。這些輪椅座席比普通座席稍高,保證殘障人士和普通觀眾有壹樣的視野。賽時,場內還將提供供助聽器並設置無線廣播系統,為有聽力和視力障礙的人提供個性化的服務。

在保持“鳥巢”建築風格不變的前提下,新設計方案對結構布局、構建截面形式、材料利用率等問題進行了較大幅度的調整與優化。原設計方案中的可開啟屋頂被取消,屋頂開口擴大,並通過鋼結構的優化大大減少了用鋼量。大跨度屋蓋支撐在24根桁架柱之上,柱距為37.96米。主桁架圍繞屋蓋中間的開口放射形布置,有22榀主桁架直通或接近直通。為了避免出現過於復雜的節點,少量主桁架在內環附近截斷。鋼結構大量采用由鋼板焊接而成的箱形構件,交叉布置的主桁架與屋面及立面的次結構壹起形成了“鳥巢”的特殊建築造型。主看臺部分采用鋼筋混凝土框架壹剪力墻結構體系,與大跨度鋼結構完全脫開。

說起Q460鋼材,大多數人可能都不了解。“鳥巢”結構設計奇特新穎,而這次搭建它的鋼結構的Q460也有很多獨到之處:Q460是壹種低合金高強度鋼,它在受力強度達到460兆帕時才會發生塑性變形,這個強度要比壹般鋼材大,因此生產難度很大。這是國內在建築結構上首次使用Q460規格的鋼材;而這次使用的鋼板厚度達到110毫米,是以前絕無僅有的,在國家標準中,Q460的最大厚度也只是100毫米。以前這種鋼壹般從盧森堡、韓國、日本進口。為了給“鳥巢”提供“合身”的Q460,從2004年9月開始,河南舞鋼特種鋼廠的科研人員開始了長達半年多的科技攻關,前後3次試制終於獲得成功。如今,為“鳥巢”準備的Q460鋼材已經開始批量生產。2008年,400噸自主創新、具有知識產權的國產Q460鋼材,將撐起“鳥巢”的鐵骨鋼筋。在“鳥巢”裏壹***用了4.2萬噸鋼材。

屋頂內環主桁架吊裝和立面次結構安裝已全面展開。“鳥巢”鋼結構所使用的鋼材厚度可達11厘米,以前從未在國內生產過。另外,在“鳥巢”頂部的網架結構外表面還將貼上壹層半透明的膜。使用這種膜後,體育場內的光線不是直射進來的,而是通過漫反射,使光線更柔和,由此形成的漫射光還可解決場內草坪的維護問題,同時也有為座席遮風擋雨的功能。滑動式的可開啟屋頂是體育場結構中必可少的壹部分。當它合上時,體育場將成為壹個室內的賽場。如同壹個容器的蓋子,不管屋頂是閉合還是開啟,它都是建築物的基本組成部分。除了壹些特定的結構需要外,可開啟屋頂的結構基本上也是壹個網絡狀的架構,裝上充氣墊後,成為壹個防水的殼體。“鳥巢”——避雷不傷人

“鳥巢”外表光禿禿的,沒有突起的避雷針,要遇到打雷該怎辦?

其實不用擔心,因為:“鳥巢”的整個鋼筋鐵骨就是理想的“籠式避雷網”。“鳥巢”身上的金屬構件和鋼筋混凝土中的鋼筋等,都通過焊接的方式連接在壹起,使“鳥巢”自身形成了壹個巨大的避雷網,能把雷電迅速導入地下。

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